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智能照明控制系統(tǒng)介紹

智能照明控制系統(tǒng)照明在人們的日常生活和工作中扮演了重要的角色,照明對(duì)人們的視覺、視覺心理等都起到很重要的作用,所以有人說,看一個(gè)國家發(fā)展程度,白天可以看街上跑的汽車,晚上可以看城市照明的應(yīng)用,這不無道理。

1） 智能照明控制技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀

照明控制系統(tǒng)作為建筑的組成部分之一，與照明技術(shù)一直是同步向前發(fā)展的。隨著智能建筑的興起而迅速發(fā)展,成為照明技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向。自從愛迪生發(fā)明電燈而產(chǎn)生燈光照明以來,照明控制也自然產(chǎn)生了。電燈不可能是24小時(shí)全打開的,必須進(jìn)行最基本的開關(guān)控制,這就是照明控制系統(tǒng)的最初形式。

隨著照明系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)合的不斷變化、應(yīng)用情況的逐步復(fù)雜和豐富多彩,僅僅靠簡(jiǎn)單的開關(guān)控制已經(jīng)不能完成所需要的控制。因此,照明控制系統(tǒng)也必須不斷發(fā)展、變化以滿足實(shí)際應(yīng)用的要求,達(dá)到能夠完全實(shí)現(xiàn)照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)的控制要求。尤其是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展,使得照明控制技術(shù)進(jìn)入了智能化控制的新階段。作為建筑智能化組成部分之一的智能照明控制系統(tǒng)隨著建筑智能化的發(fā)展而迅速發(fā)展。

近年來,隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,能源需求大幅增加,能源供需矛盾越發(fā)突出,能源的短缺已嚴(yán)重制約著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。為保持國家經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展,建設(shè)節(jié)約型社會(huì),節(jié)約能源、降低能源消耗率已成為我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)。2004年11月國家發(fā)改委與建設(shè)部聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于加強(qiáng)城市照明管理,促進(jìn)節(jié)約用電工作的意見》,2005年8月建設(shè)部再次發(fā)出《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市照明節(jié)電工作的通知》等一系列文件。響應(yīng)國家的戰(zhàn)略要求,在進(jìn)行工業(yè)與民用建筑設(shè)計(jì)時(shí),照明節(jié)能成為每位建筑電氣設(shè)計(jì)人員的重要內(nèi)容,因此必須進(jìn)行智能照明設(shè)計(jì)并應(yīng)用智能照明控制系統(tǒng)。

智能照明控制系統(tǒng)通過與建筑結(jié)合提高了建筑照明光環(huán)境質(zhì)量和建筑價(jià)值,以及為節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境提供了可靠途徑。智能照明控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)人居環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的重要技術(shù)之一,具有極為廣闊的應(yīng)用前景。

(1)

提高建筑照明光環(huán)境質(zhì)量。在建筑的照明光環(huán)境設(shè)計(jì)中除充分考慮到視覺作業(yè)、合適的照度、亮度分布、視覺舒適性、眩光控制、顯色性、照明裝置的外觀、使用者或參觀者的主觀感覺等8個(gè)因素外,還考慮到人體受到季節(jié)光照減少而生產(chǎn)“季節(jié)性情感紊亂”(SAD)因素和根據(jù)含不同光譜分成光源對(duì)褪黑素分泌的抑制能力強(qiáng)弱不同,視具體的情況采用不同的光源。

(2)

體現(xiàn)以人為本的照明控制思想。根據(jù)人們的行為模式和建筑的光環(huán)境決定照明的控制規(guī)律,創(chuàng)造個(gè)性化、藝術(shù)化、舒適、高雅的工作光環(huán)境。好的照明光環(huán)境使人心情愉快,工作效率提高;而好的照明控制系統(tǒng)不僅能實(shí)現(xiàn)好的照明環(huán)境,而且節(jié)能,維護(hù)管理方便,真正實(shí)現(xiàn)綠色照明。

(3)

構(gòu)成智能建筑系統(tǒng)的一部分。智能照明控制系統(tǒng)可以獨(dú)立運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)對(duì)光環(huán)境的合理控制;同時(shí),其具有通信功能以及可擴(kuò)展性,可把建筑智能照明控制系統(tǒng)作為智能建筑系統(tǒng)的子系統(tǒng),并與家居自動(dòng)控制系統(tǒng)、電視和多媒體系統(tǒng)、探測(cè)和警報(bào)系統(tǒng)共同構(gòu)成建筑智能化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

(4)

節(jié)能環(huán)保。隨著全球能源價(jià)格上漲,各地節(jié)能減排政策出臺(tái),以及人們環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng),如何有效地減少能源消耗、提高能源利用率、降低二氧化碳排放,越來越成為人們關(guān)注的問題。

隨著智能建筑特別是智能辦公大廈的出現(xiàn),使得建筑要求、設(shè)計(jì)方法與傳統(tǒng)的辦公樓相比大為不同。照明作為建筑不可缺少的部分,隨著國際上智能建筑的大量出現(xiàn),與之配套的智能照明技術(shù)也迅速地發(fā)展,并成為21世紀(jì)照明技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向。預(yù)計(jì)21世紀(jì),人工智能技術(shù)在建筑與照明中的應(yīng)用趨勢(shì)將會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大。正如英國Glasgow市報(bào)指出:“Glasgow正在成為一個(gè)研究和發(fā)展太空時(shí)代智能建筑的國際組織的神經(jīng)中樞。在智能建筑中的智能照明、供熱、空調(diào)、通信及辦公設(shè)備將全部由電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制與管理”。

近年來,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)、信號(hào)檢測(cè)技術(shù)和微電子技術(shù)的迅速發(fā)展和互相滲透,照明控制技術(shù)也有長(zhǎng)足的進(jìn)步,并且已進(jìn)入了智能化控制的新紀(jì)元。實(shí)現(xiàn)照明系統(tǒng)控制的根本目的在于兩個(gè):一是提高系統(tǒng)的控制、管理水平,減少系統(tǒng)的維護(hù)成本;二是節(jié)省能源,減少系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)成本。

2） 智能照明控制系統(tǒng)的基本概念和作用

智能照明控制系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、微電子技術(shù)等現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù),實(shí)現(xiàn)可根據(jù)環(huán)境變化、客觀要求、用戶預(yù)定需求等條件而自動(dòng)采集系統(tǒng)中的各種信息,并可對(duì)所采集的信息進(jìn)行相應(yīng)的邏輯分析、推理、判斷,同時(shí)對(duì)結(jié)果按特定的形式進(jìn)行存儲(chǔ)、顯示、傳輸、反饋控制等處理,以達(dá)到最佳的實(shí)際照明控制效果。智能照明控制系統(tǒng)對(duì)電氣照明實(shí)行自動(dòng)控制,提供適合照明光環(huán)境的同時(shí)，降低照明系統(tǒng)電能消耗和其他使用費(fèi)用。智能照明控制系統(tǒng)與手動(dòng)照明控制系統(tǒng)相比有很多優(yōu)點(diǎn),包括創(chuàng)造環(huán)境氣氛、改善工作環(huán)境、提高工作效率、良好的節(jié)能效果、延長(zhǎng)光源壽命、管理維護(hù)方便等。

(1) 創(chuàng)造環(huán)境氣氛

多種照明控制方式可以使同一建筑物具備多種藝術(shù)效果,為建筑增色不少。現(xiàn)代建筑物中,照明不單純?yōu)闈M足人們視覺上的明暗效果,更應(yīng)具備多種控制方案,使建筑物更加生動(dòng),藝術(shù)性更強(qiáng),給人以豐富的視覺效果和美感。建筑物內(nèi)的展廳、報(bào)告廳、大堂、中庭等,如果配以智能照明控制系統(tǒng),按其不同時(shí)間、不同用途、不同效果,采用相應(yīng)的預(yù)設(shè)置場(chǎng)景進(jìn)行控制,可以達(dá)到豐富的藝術(shù)效果。

(2) 改善工作環(huán)境,提高工作效率

智能照明控制系統(tǒng)以調(diào)光模塊控制面板代替?zhèn)鹘y(tǒng)的平開關(guān)控制燈具,可以有效地控制各房間內(nèi)整體的照度值,從而提高照度均勻性。同時(shí),這種控制方式有效地解決了頻閃效應(yīng),不會(huì)使人產(chǎn)生不舒服、頭昏腦漲、眼睛疲勞等感覺。

(3) 綠色環(huán)保,節(jié)約能源

利用最少的能源保證所要求的照度水平,節(jié)電效果十分明顯,一般可達(dá)30％以上。當(dāng)今節(jié)能和保護(hù)環(huán)境已成為世界各國普遍關(guān)注的社會(huì)問題,并直接關(guān)系到社會(huì)的持續(xù)發(fā)展。在我國,照明用電占總發(fā)電量的10％以上;在英國,應(yīng)用在照明上的能量大約占總消耗能量的5％。如果有效地利用照明用電,這個(gè)數(shù)量可以減少。我國電力主要是來自燃煤,照明節(jié)電就意味著減少CO2、SO2、NO2等有害氣體排放,可減少對(duì)大氣環(huán)境的污染。

此外,智能照明控制系統(tǒng)能對(duì)熒光燈進(jìn)行調(diào)光控制,由于熒光燈采用了有源濾波技術(shù)的可調(diào)光電子整流器,降低了諧波的含量,提高了功率因素,減低了低壓無功損耗。

(4) 延長(zhǎng)光源壽命

智能照明控制系統(tǒng)可以有效地抑制電網(wǎng)的浪涌電壓,同時(shí)還具備電壓限定和交流濾波等功能,避免過電壓和欠電壓對(duì)光源的損害。智能調(diào)光器能慢慢地把燈調(diào)亮到一個(gè)設(shè)定的水平。剛打開燈時(shí),這是相當(dāng)重要的。在這一點(diǎn)上,白熾燈由于冷絲的熱沖擊易于失敗。通過把燈慢慢地調(diào)亮到設(shè)定的水平,也被稱為“軟啟動(dòng)”。降低燈泡的亮度也可以延長(zhǎng)燈泡的壽命。減低10％的亮度,燈泡可以延長(zhǎng)1倍的壽命,而減低50％,可以延長(zhǎng)到20倍。還可以實(shí)現(xiàn)“軟關(guān)斷”,使燈光慢慢地熄滅。當(dāng)切換場(chǎng)景時(shí),燈光的變化是漸變的,使人們不會(huì)有突然變化的感覺,充分考慮到人眼對(duì)燈光的亮暗適應(yīng)性。

延長(zhǎng)光源壽命不僅可以節(jié)省大量資金,而且大大減少更換燈管的工作量,可以降低照明系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用,管理維護(hù)也變得簡(jiǎn)單。無論是熱輻射光源,還是氣體放電光源,電網(wǎng)電壓的波動(dòng)是光源損壞的一個(gè)主要原因。因此,有效地抑制電網(wǎng)電壓的波動(dòng)可以延長(zhǎng)光源的壽命。

(5) 管理維護(hù)方便

智能照明控制系統(tǒng)對(duì)照明的控制是以模塊式的自動(dòng)控制為主,手動(dòng)控制為輔,照明預(yù)置場(chǎng)景的信息存儲(chǔ)在內(nèi)存中。這些信息的設(shè)置和更換十分方便,使建筑物的照明管理和設(shè)備維護(hù)變得更加簡(jiǎn)單。例如辦公樓可以根據(jù)工作時(shí)間的前后、休息、打掃等不同時(shí)間段,執(zhí)行時(shí)間照明控制程序,對(duì)辦公室、過道、走廊的燈光進(jìn)行統(tǒng)一的管理,既節(jié)約能源,又便于管理。例如在起居室中,可設(shè)定晚上11時(shí)后,場(chǎng)景照明自動(dòng)切換到睡前場(chǎng)景照明，睡覺前還可以從集中顯示器中查看各房間的燈是否關(guān)閉。

智能照明控制系統(tǒng)已在下列領(lǐng)域得以應(yīng)用:

(1) 影視舞臺(tái)的燈光控制,其特點(diǎn)是突出系統(tǒng)的集中控制功能，由燈光師在燈光控制室操作調(diào)光臺(tái),對(duì)成百上千的舞臺(tái)燈具進(jìn)行控制。

(2) 多媒體會(huì)議系統(tǒng),以會(huì)議系統(tǒng)作為控制對(duì)象,包括音頻、視頻、燈光甚至環(huán)境等設(shè)備和系統(tǒng)。

(3) 智能建筑燈光環(huán)境控制,是專門針對(duì)建筑物的照明控制設(shè)計(jì)，有時(shí)可作為前面兩類應(yīng)用的補(bǔ)充和延伸,如景觀亮化工程、主題公園燈光控制等。